Mittwoch, 25. März 2015

Rover Curiosity findet biologisch nutzbaren Stickstoff auf dem Mars


Selbstporträt des NASA-Marsrovers "Curiosity" am 177. Marstag im Gale Krater. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Greenbelt (USA) - Der NASA-Marsrover "Curiosity" hat auf der Oberfläche des Roten Planeten erstmals für biologische Prozesse nutzbaren Stickstoff nachgewiesen. Mit dem Fund steigt einmal mehr die Wahrscheinlichkeit, dass der Mars einst für Leben, selbst wie wir es von der Erde kennen, lebensfreundlich war.

Wie die NASA berichtet, fand sich der Stickstoff in Form von Stickoxid im Boden des Mars und wurde wohl durch das Aufbrechen von Nitraten während des Erhitzungsprozesses im Innern des Laborinstruments "Sample Analysis at Mars" (SAM) an Bord des Rovers freigesetzt. Nitrate wiederum sind eine Molekülklasse die Stickstoff in einer fixierten Form beinhalten, wie er von lebenden Organismen genutzt werden kann.


Stickstoff selbst ist eine der Grundlagen des irdischen Lebens, ist der doch Teil der Bausteine größerer Moleküle wie DNA und RNA, wie sie den genetischen Bauplan des Lebens beinhalten, sowie von Proteinen, aus denen Strukturen wie Haare, Fingernägel bestehen. Zudem beschleunigt und reguliert Stickstoff chemische Reaktionen. Wie auf der Erde, so ist jedoch auch auf dem Mars atmosphärischer Stickstoff als Stickstoffgas (N2) gebunden, das nur schwer mit anderen Molekülen reagiert. Um an für Leben notwendigen chemischen Reaktionen beteiligt zu sein, müssen die beiden Stickstoffatome zunächst voneinander getrennt oder fixiert werden. Auf der Erde gibt es bestimmte Organismen, die genau dazu in der Lage sind und für die dieser Vorgang wichtig für den Stoffwechsel ist.


Neben N2 bestehen Nitrate (N3) aus einem Verbund eines Stickstoffatoms mit drei Sauerstoffatomen und damit eine Quelle für fixierten Stickstoff. So kann sich ein Nitratmolekül mit unterschiedlichen anderen Atomen und Molekülen zu anderen Nitraten verbinden.


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Bislang, so erklären die NASA-Forscher, gibt es "keinerlei Anzeichen dafür, dass die gefundenen fixierten Stickstoffmoleküle von einem Organismus erzeugt wurden, da die Oberfläche des heutigen Mars für bekanntes Leben unwirtlich ist." Statt dessen vermuten die Wissenschaftler, dass es sich um urzeitlichen Stickstoff handelt, der durch non-biologische Prozesse wie beispielsweise Meteoriten- oder Blitzeinschläge schon vor langer Zeit entstand.

Tatsächlich künden Geländemerkmale wie Flussbetten oder Mineralien, wie sie nur unter Beteiligung von flüssigem Wasser entstehen, von einst lebensfreundlichen Umweltbedingungen auf dem Mars. Auch die zum Aufbau von Leben notwendigen organischen Komponenten, konnte der Mars-Rover an seinem Arbeitsort, dem Gale-Krater, schon finden.


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"Der Nachweis von biologisch nutzbarem Stickstoff stellt einen weiteren Hinweis dafür dar, dass der Gale-Krater einst eine lebensfreundliche Umwelt darstellte", kommentiert Jennifer Stern vom Goddard Space Flight Center der NASA, die gemeinsam mit Kollegen ihre Entdeckung aktuell im Fachjournal "Proceedings of the National Academy of Science" (PNAS; DOI: 10.1073/pnas.1420932112) veröffentlicht hat.

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